Проходческие щиты

В немеханизированных проходческих щитах, в кото­рых отсутствуют какие-либо специальные органы воздей­ствия на забой, разработка породы в зависимости от структуры и крепости пересекаемых забоем пород производится ручными инструментами, отбойными молотками, буро­взрывным способом или путем вдавливания в породный массив элементов ножевого кольца щита. Все другие проходческие операции в немеханизированных щитах в зависимости от их конструктивного устройства имеют различный уровень механизации.

Проходческие немеханизированные щиты применяют главным образом при строительстве тоннелей в мягких сыпучих и плывучих породах.

Все разновидности немеханизированных щитов в ос­новном конструктивно подобны и различаются между со­бой по форме, способу изготовления, материалу и основ­ным размерам, зависящим от назначения сооружаемой выработки. Немеханизированные щиты изготовляют с от­крытой или закрытой головной частью, т. е. забой вы­работки остается открытым или же закрепляется с по­мощью специальных приспособлений и устройств.

Щиты для выработки с площадью поперечного сече­ния до 12 м² обычно выполняют цельносварными или сборносварными без внутренних перегородок. В таких щитах ножевое кольцо, опорное кольцо и оболочка соеди­нены в одну нераздельную конструкцию или конструкцию, собранную из сегментов, в которых ножевая и опорная части, а также часть щитовой оболочки соединены свар­ным щитом.

Щиты для проведения выработок большого сечения изготовляют из сборно-литых или сборно-сварных эле­ментов, соединяемых между собой болтами.

Техническая характеристика немеханизированных щи­тов приведена в табл. 28.

В зависимости от геологических условий и глубины залегания выработки применяют различные методы щито­вой проходки.

В слабых неустойчивых породах (пески, супеси) при­меняют метод вдавливания ножевой части щита в грунт и под прикрытием козырька и горизонтальных площадок производят отбор грунта, находящегося на площадках под углом естественного откоса. В этом случае ножевое кольцо щита в верхней части значительно опережает ложковую часть ножа. При этом способе особое значение имеет надежное ограждение верха выработки. Для этой цели применяют выдвижные и постоянные козырьки, которые должны опережать переднюю плоскость ножевого кольца настолько, чтобы внутри щита в его верхних ячей­ках (при щитах большого диаметра) могла образоваться осыпь породы под углом обрушения.

Выдвижные козырьки могут быть выполнены в виде цельной арки (рис. 55), отдельных секций, а также выдвинутых балок.

До перемещения щита козырек первым перемешается вперед с помощью специальных домкратов.

После разработки породы при последующем переме­щении щита козырек вновь приводится в исходное положение.

При проходке в глинах, когда забой не требует крепле­ния, работы ведут с выдвижных площадок. Породу от­деляют от массива в помощью пневматического инстру­мента, направляют ее в зазор между площадками или в специальные люки в горизонтальных площадках, далее порода следует вниз на транспортные устройства, пред­назначенные для выдачи ее за пределы щита.

В скальных породах проходческие щиты применяют реже. Щитовые платформы служат удобными подмостями для обуривания забоя и заряжания шпуров. Глуби­на заходки обычно равна ширине кольца тоннельной обделки

Очередное передвижение щита производят после того, как порода вынута на полный профиль по всей длине заходки и убрана за пределы щита, а последнее кольцо обделки замкнуто и сболчено на все болты о затяжкой их ключом.

Управляют щитом при его передвижке путем включе­ния или выключения из сети высокого давления одного или группы щитовых домкратов.

Передвижку щита производят со скоростью 5— 10 см/мин, если на пути щита не встречается дополнитель­ных сопротивлений. Дополнительные сопротивления обычно возникают вследствие неполной разработки по­роды по сечению выработки, чаще в лотке. В немеханизи­рованных щитах разрушенную породу грузят автоном­ными погрузочными машинами в отдельные вагонетки. В щитах малых диаметров погрузку породы иногда осу­ществляют вручную совковыми лопатами с металлических листов, которые укрепляют внизу режущей части щита.

В механизированных щитах погрузка породы зависит от типа исполнительного органа щита.

В щитах с роторным исполнительным органом разрушенную породу из щита выдают на конвейер. Для этого непосредственно во вра­щающемся роторе имеются лопасти, которые подают по­роду по специальным направляющим точкам на кон­вейер.

В щитах с планетарным рабочим органом чаще всего разрушенную породу из забоя выдают е помощью ковшей. Ковши закреплены на водиле рабочего органа и вращаются вместе е ним. Сзади ковшей расположен отбойный лист, в верхней части которого имеется отверстие. Ковши за­хватывают разработанную породу в нижней части забоя и поднимают ее до отверстия в отбойном листе, где она по направляющей течке попадает на конвейер и далее в транс­портные сосуды.

В ряде щитов, где отсутствует вращающийся рабочий орган, роторные погрузчики оснащают рабочим приводом. Погрузочный орган в этом случае располагают сзади рабочих площадок. Порода, осыпающаяся с горизонтальных площадок, зачерпывается ковшами и поднимается вверх, где по направляющей течке попадает на кон­вейер.

В щитах о исполнительным органом избирательного действия и о рассекающими площадками для песчаных и глинопесчаных пород часто используют шнековые по­грузочные органы или же органы с нагребающими ла­пами. При проведении тоннелей в обводненных породах погрузку породы осуществляют о помощью пластинчатых питателей.

Для механизированных проходческих щитов, в которых разрушение породы в забое осуществляется рабочими органами различного типа, обязательна полная механизация и других основных операций проходческого цикла

Экономически рационально применять проходческие щиты в одинаковых горно-геологических условиях в го­ризонтальных выработках протяженностью для механизированных от 400 м и более, для немеханизированных — до 400 м.

Механизированные проходческие щиты являются комбинированными горными машинами, предназначенными для отделения горной породы от массива, уборки ее за пределы щита, временного крепления призабойного пространства и возведения крепи (обделки).

По области применения механизированные щиты делят на четыре группы, в которые входят щиты, предназначен­ные для проходки тоннелей: в неустойчивой водоносной среде с большим гидростатическим давлением (плывуны); в устойчивых песчано-глинистых породах; в по­родах средней крепости; в крепких породах.

Для проходки коллекторных тоннелей в нашей стране разработаны и применяются механизированные щиты небольших диаметров, позволяющие проводить коллекторы с большой скоростью. Характеристика щитов при­ведена ниже:

Дата добавления: 2014-01-07